Debutó con los New York Mets en 2014 siendo nombrado como el Novato del Año de la Liga Nacional.
Fue asignado a los Kingsport Mets de la liga de novatos pero fue diagnosticado con una rotura en el ligamento del codo derecho, por lo que se sometió a una cirugía Tommy John y no jugó durante la temporada 2011.
Durante su rehabilitación trabajó en su cambio de velocidad con Johan Santana.
Finalizó la temporada con marca de 14–8 y 2.54 de efectividad, obteniendo cinco votos para quedar en séptimo lugar por el Premio Cy Young, otorgado finalmente a Jake Arrieta.
Sus 10 victorias son la cantidad más baja para un lanzador abridor que gana el Cy Young.
DeGrom y los Mets acordaron un salario de $17 millones para la temporada 2019, el aumento anual más grande para un jugador elegible para arbitraje.
Ganó su segundo Premio Cy Young consecutivo en un voto casi unánime, recibiendo 29 de los 30 votos de primer lugar, convirtiéndose en el undécimo lanzador en la historia en ganar premios Cy Young consecutivos.
Terminó tercero en la votación del Premio Cy Young de la Liga Nacional.